JPH0413983A - 路上ビーコン位置検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、路側送信機から送信される電波を車載受信機
において受信することにより、路車間でのデータ通信を
行うと共に車両位置を検出する路上ビーコン位置検出装
置に関する。

［従来の技術］ 路上ビーコン位置検出装置としては例えば特開昭６３−
９３０９８号公報に「路側ビーコン方式」として開示さ
れたものがある。

この従来例においては、路側送信機が必要なデ−夕によ
り変調された電波を放射する。車載受信機は、この電波
を受信して、データを復調する。

これにより、路車間におけるデータ通信が行われること
になる。

また、路側送信機から送信される電波には、路側送信機
正面において受信レベルが最低となるよう振幅変調が施
される。例えば、互いに位相が逆の変調信号により振幅
変調した２種類の電波を道路の上り／下り各方向に放射
してやれば、路側送信機正面において両者が打ち消し合
い、振幅変調成分が零となる。従って、これによって生
じる受信レベルの落ち込みを検出すれば、車両が路側送
信機の正面に到達したことを知ることができる。

この様に、従来においては路車間でデータ通信を行うと
同時に車両の位置を検出することか可能であった。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、受信レベルの落ち込みは路側送信機の正
面でなくとも生じ得るため、前述の従来例では車両位置
検出が正確に行われない場合かあすなわち、道路周辺の
建物や他の車両の存在により、路側送信機から放射され
た電波にフェージングが生じた場合、路側送信機正面以
外にも受信レベルか落ち込む地点が生じてしまう。この
場合、車両位置の検出精度が低下することになり、ひど
い場合には車両位置検出か不能となってしまつ０ 本発明は、この様な問題点を解決することを課題として
なされたものであり、フェージングの発生にもかかわら
ず、データ通信を行う事ができ正確に車両位置を検出す
ることが可能な路上ビーコン位置検出装置を提供するこ
とを目的とする。

［課題を解決するだめの手段］ この様な目的を達成するために、本発明は、路側送信機
が、データが重畳され複数の位相成分を含む電波を車両
に対して送信し、車載受信機が、路側送信機から送信さ
れる電波を受信し一つの位相成分により他の位相成分か
ら搬送周波数のずれを除去し出力する受信手段と、受信
手段の出力からデータを再生するデータ再生手段と、受
信に係る搬送周波数のドツプラ効果による変動に基づき
車両が所定位置に到来したことを検出する位置検出手段
と、を有し、路側送信機と車載受信機との間でデータ通
信を行うと共にドツプラ効果による搬送周波数の変動に
より車両位置を検出することをことを特徴とすることを
特徴とする。

また、本発明の請求項（２）は、少なくとも車両の前部
及び後部に受信手段を１個ずつ設け、位置検出手段が、
車両の前部に設けられた受信手段により受信された電波
の搬送周波数と、車両の後部に設けられた受信手段によ
り受信された電波の搬送周波数と、の差に応じて車両か
所定位置に到来したことを検出することを特徴とする。

［作用コ 本発明においては、路側送信機からデータが重畳され複
数の位相成分を含む電波が車両に対して送信される。

この電波は、車両の走行に伴い発生するドツプラ効果に
よる搬送周波数変動等のフェージングを受ける。車載受
信機においては、受信手段によりこの電波が受信され、
受信に係る一つの位相成分により他の位相成分から搬送
周波数のずれが除去される。データ再生手段は、受信手
段の出力からデータを再生する。

一方、位置検出手段により、受信に係る搬送周波数の変
動に基づき車両が所定位置に到来したことが検出される
。

従って、路側送信機と車載受信機との間でデータ通信が
行われ、かつドツプラ効果を利用して車両位置が検出さ
れる。

また、請求項（２）においては、車両の前部に設けられ
た受信手段により受信された電波の搬送周波数と、車両
の後部に設けられた受信手段により受信された電波の搬
送周波数と、が位置検出手段により比較される。各受信
手段により受信された電波にはドツプラ効果による搬送
周波数変動か生じており、路側送信機正面を通過する時
点においてその変動の方向が変化する。ここで、車両の
前部と後部は相異なる時点において路側送信機正面を通
過するため、搬送周波数の差に応じて車両が所定位置に
到来したことが検出される。

［実施例コ 以下、本発明の好適な実施例について図面に基づき説明
する。

第１図及び第２図には、本発明の第１実施例に係る路上
ビーコン位置検出装置の構成が示されている。このうち
、第１図には路側送信機の構成が、第２図には車載受信
機の構成が、それぞれ示されている。

第１図に示される路側送信機は、入力されるメツセージ
、交通情報、アンテナ設置位置情報などのデータを取り
込み、Ｎ　ＲＺ　（Ｎｏｎ　Ｒｅｔｕｒｎ　ｔｏ　Ｚｅ
ｒｏ）符号からＳ　Ｐ　（Ｓｐｌｉｔ　Ｐｈａｓｅ　）
符号に変換する符号変換器１０を備えている。ＳＰ符号
は、本願出願人の先出願に係る特願平２−１６５７５号
に記載されている通り、ＢＰＳＫ変調した場合に搬送周
波数近傍での電力が落ち込むような符号である。

符号変換器１０から出力されるＳＰ符号は、帯域制限用
のローパスフィルタ（以下、ＬＰＦという）１２を経て
ミキサ１４に供給される。ミキサ１４には搬送波発生器
１６が接続されており、ミキサ１４においては搬送波発
生器１６から出力される周波数ｆｃの搬送波がＳＰ符号
により変調される。

ミキサ１４の後段には、加算器１８が接続されている。

一方、搬送波発生器１６の後段には（π／２）移相器２
０が接続されている。さらに（π／２）移相器２０は、
加算器１８に接続されている。

すなわち、搬送波発生器１６から出力される搬送波は（
π／２）移相器２０によりπ／２だけ移相され、ミキサ
１４の出力と加算器１８において加算される。

加算器１８には、電力増幅器２２、アンテナ２４が順次
接続されている。すなわち、加算器１８の出力は、電力
増幅器２２により増幅され、アンテナ２４から電波とし
て路上に放射される。

一方、第２図に示される車載受信機は、路側送信機のア
ンテナ２４から送信される電波を受信するアンテナ２６
を備えている。アンテナ２６には、高周波増幅器２８を
介してミキサ３０が接続されている。ミキサ３０には、
さらに局部発振回路（以下、ＬＯという）３２が接続さ
れている。

すなわち、ＬＯ３２から出力される周波数ｆＬの局部発
振信号（以下、□単にＬＯ比出力いう）が、搬送波とミ
キシングされ、周波数ｆ１のＩＦ倍信号変換される。ミ
キサ３０の後段にはバンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦ
という）３４が接続されており、ミキサ３０において生
じる周波数成分のうちｆ。十ｆＬ成分が除去され、ｆｏ
−ｆＬ酸成分ＩＦ倍信号してＢＰＦ３４から出力される
ことになる。

ＢＰＦ３４の出力は、ＢＰＦ３６を介して（π／２）移
相器３８に、また直接に平衡変調器４０に、接続されて
いる。（π／２）移相器３８の出力は、平衡変調器４０
に接続されている。

すなわち、ミキサ１４においてＳＰ符号により変調を受
けた結果束じているスペクトルが、ＢＰＦ３６により除
去される。この結果、ＢＰＦ３６から出力されるＩＦ倍
信号無変調の搬送波に対応する信号となる。

ここで、路側送信機においては加算器１８によりπ／２
だけ移相した成分が搬送波に加算されており、車載受信
機のアンテナ２６により受信される電波にはドツプラ効
果分を含むフェージングの影響が含まれている。従って
、ＢＰＦ３６のＱ値を高く設定することにより、ドツプ
ラ効果によるフェージングの影響を反映し、π／２だけ
移相した成分に対応するＩＦ倍信号ＢＰＦ３６から出力
されることになる。

（π／２）移相器３８は、このＩＦ倍信号π／２だけ位
相推移させる。平衡変調器４０においては、ＢＰＦ３４
から出力されるＩＦ倍信号（π／２）移相器３８から出
力されるＩＦ倍信号がミキシングされ、その結果得られ
る信号が出力される。

平衡変調器４０の後段には、ＬＰＦ４２及びデータ再生
部４４が順次接続されている。

すなわち、平衡変調器４０から構成される装置にはその
入力に係るＩＦ倍信号和成分と差成分が含まれており、
ＬＰＦ４２は差成分のみを通過させる。この差成分は、
ドツプラ効果等によるフェージングの影響が相殺され、
路側送信機から送信されるデータ及びクロックを含む信
号である。

データ再生部４４は、ＬＰＦ４２から出力される信号か
らタロツクを再生するクロック再生回路４６と、再生さ
れたクロックに基づきデータの識別再生を行う識別再生
回路４８と、再生されたデータをＳＰ符号からＮＲＺ符
号に変換する符号変換回路５０と、を含んでいる。すな
わち、データ再生部４４によりクロック及びデータが再
生される。これにより、路側送信機から車載受信機への
データ通信か達せられる。

一方、前述のＢＰＦ３６からの出力、すなわち無変調の
ＩＦ倍信号、位相比較器（以下、ＰＤという）５２にも
供給される。

ＰＤ５２には、ＢＰＦ３６の他、周波数ｆ１゜で発振す
る基準発振器５４が接続されている。すなわち、ＢＰＦ
３６から出力される周波数ｆ１のＩＦ倍信号、基準発振
器５４の出力により位相比較され、周波数差ｆＩ−ｆＩ
Ｏを表す誤差信号が生成される。

基準発振器５４の発振周波数ｆＩＯは、車両が路側送信
機のアンテナ２４に対して静止状態にある場合、例えば
走行中にアンテナ２４の正面に到来した場合におけるＩ
Ｆ倍信号周波数に相当する。

一方で、ＢＰＦ３６から出力されるＩＦ倍信号はドツプ
ラ効果によるフェージングの影響が含まれている。従っ
て、誤差信号が零でない場合にはドツプラ効果が生じて
いる、すなわち車両が路側送信機のアンテナ２４に対し
移動していると見なすことができる。

この誤差信号は、ＰＤ５２の後段に接続されたループフ
ィルタ５６に供給される。ループフィルタ５６は、誤差
信号を平滑化して直流信号Ｖ。とじて出力する。

この直流信号Ｖ。は、ＬＯ３２の加算器５８に入力され
る。この加算器５８は、ＰＤ６０、ループフィルタ６２
、電圧制御発振器（以下、Ｖ６Ｏという）６４、プリス
ケーラ（以下、ＰＳという）６６及びプログラマブルカ
ウンタ（以下、ＰＣという）６８から構成されるＰＬＬ
ループ内に設けられている。ＬＯ３２は、この他にＰＬ
Ｌループに基準周波数の信号を与える基準発振器７０及
び分周器７２、を含んでいる。

すなわち、基準発振器７０の出力が分周器７２によりチ
ャネル間隔に相当する周波数ｆＮまて分周され、分周器
７２からＰＤ６０に供給される。

ＰＤ６０は、ＰＣ６８から出力される信号により分周器
７２から出力される信号を位相比較し、両者の位相差を
表す誤差信号を出力する。

この誤差信号は加算器５８に入力され、ループフィルタ
５６から出力される直流信号Ｖｃと加算され出力される
。従って、Ｌ０３２のＰＬＬループは、ドツプラ効果に
よるフェージングの影響が除去された一定の周波数ｆ、
でロックされる。

このようにして、ＬＯ３２のＶＣＯ６４から、前述のＬ
○出力がミキサ３０に供給されることになる。なお、Ｖ
ＣＯ６４の出力は、ＰＳ６６、ＰＩ３ Ｃ６８に供給され、ｆＮ””ｆ、／Ｎ（Ｎ：路側・車載
間の通信に係るチャネル数）まで分周され、ＰＤ６０に
入力される。

ところで、ループフィルタ５６からは前述の通りＩＦ倍
信号周波数ｆ　に応じた直流信号Ｖ。か■ 出力される。本実施例においては、本発明の特徴に係る
周波数比較による位置検出を、コンパレータ７４及び基
準電圧源７６により実現している。

すなわち、ループフィルタ５６から出力される直流信号
Ｖｃは、コンパレータ７４の一入力端に供給される。コ
ンパレータ７４の他の入力端には、基準電圧源７６から
所定の基準電圧Ｖ。が供給される。コンパレータ７４は
、基準電圧Ｖｏと直流信号Ｖ　とを比較して、例えば直
流信号Ｖ。が基準電圧Ｖｏより大のときにＬ値を、小の
ときにＬ値を、それぞれ出力する。

ここで、ＩＦ倍信号周波数ｆ１は、ドツプラ効果により
変化する。すなわち、車両が路側送信機のアンテナ２４
に接近している時には周波数ｆＩ＝ｆ　　　＋ｆ　　　
通過する瞬間ではｆＴ＝ｆｌＯ’ＩＯＤゝ 遠ざかっているときにはｆＩ＝ｆｌＯ’Ｄとなる。従っ
て、コンパレータ７４に入力される基準電圧Ｖ　を第３
図に示されるようにｆＩ＝ｆ１０の時の直流信号Ｖ。と
等しく設定すれば、コンパレータ７４の出力反転により
車両がアンテナ２４正面に到来したことが検出できる。

コンパレータ７４の出力は、アンドゲート７８に入力さ
れる。このアンドゲート７８は、車両がアンテナ２４に
十分接近した位置（受信エリア）にあるかどうかをキャ
リアデイテクト（ＣＤ）に応じて判定し、受信エリアに
あるときのみコンパレータ７４の出力を位置検出信号と
して出力する。

この様に、本実施例においては、車載受信機により受信
された電波のドツプラ効果によるフェージングを検出し
て所定の基準電圧Ｖ。と比較することにより、車両が路
側送信機のアンテナ２４の正面を通過したか否かが検出
できる。

なお、この実施例においては車両が受信エリア内に停車
したときにもコンパレータ７４の出力が反転する。この
場合には、図示しない車速検出手段により車速が零にな
ったことを検出し、このときの位置検出信号を無視する
ようにすればよい。

また、基準電圧Ｖ。を微少量Δ■だけ小さく設定すれば
、真に車両がアンテナ２４正面を通過したときのみコン
パレータ７４出力を反転させることができる。

この実施例によれば、受信に係る電波にフェージングが
生じていても、（π／２）移相器３８及び平衡変調器４
０による同期検波を行っているため、フェージングによ
るランダムＦＭを除去しデータ通信を行うことが可能で
ある。

また、この実施例によれば、従来のように振幅変調を行
う必要がないため、振幅変調回路が不要となる。また、
逆相に振幅変調された電波を放射する必要がないため送
信系統及びアンテナが１系統で済む。従って、回路構成
がより単純化する。

さらに、従来においては振幅変調された電波により位置
検出を行う、ために送信に係るアンテナにいわゆるスプ
リットビーム指向性を与えなければならなかったが、本
実施例では無指向性のアンチすで良く、アンテナの構成
が単純化する。

加えて、本実施例は、一定振幅でなくても良いため狭帯
域の変調波に適用でき、また、送信に係る電力増幅器２
２に線形性の悪い０級等の増幅器を採用でき、受信側で
もＡＧＣ増幅器を用いる必要がなくなる。

この様に、本実施例においては単純かつ安価な構成で適
用範囲の拡張された路上ビーコン位置検出装置を提供で
きる。

第４図には、本発明の第２実施例に係る路上ビーコン位
置検出装置の構成が示されている。この実施例において
は路側側送信装置が第１実施例と同様であるため、第１
図においては車載側受信装置の構成のみが示されている
。

この実施例においては、受信及び同期検波を行う機能が
２系統設けられている。

すなわち、第１実施例と同様のアンテナ２６〜ＬＰＦ４
２を含む受信系統８０が２系統設けられ、スイッチ８２
によりデータ再生部４４に切り替え接続される。

各受信系統８０−１及び８０−２のアンテナ２６−１及
び２６−２は、それぞれ車両の前後に配設されている。

従って、車両が路側送信機のアンテナ２４の正面を通過
する場合、車両の前部に設けられているアンテナ２６−
１に対応するＢＰＦ３６−１の出力が先に周波数偏位す
る。すなわち、先に周波数が低くなる。この結果、各系
統のＢＰＦ３６−１及び３６−２から出力されるＩＰ倍
信号周波数は、アンテナ２６−１と２６−２の設置間隔
に応じた微小時間Δｔだけ不一致となる。

この実施例においては、この不一致を検出するためにミ
キサ８４が設けられている。すなわち、各系統のＩＦ倍
信号このミキサ８４で乗算してやれば、その和周波数及
び差周波数が発生する。このうち和周波数は後続のＬＰ
Ｆ８６によりカットされ、差周波数のみが出力される。

差周波数に係る信号は、ＬＰＦ８６の後段に設けられた
差信号検出回路８８に入力される。差信号検出回路８８
は、差周波数が零でない時間、すなわち車両の走行によ
るアンテナ２４通過に要する時間に応じて位置検出信号
を出力する。この位置検出信号は、例えばアンテナ２４
の設置位置の情報から算出される車両位置の修正に用い
られると共に、スイッチ８２に供給され、スイッチ８２
の切り替え制御に用いられる。例えば車両がアンテナ２
４を通過する前には受信系統８０−１の出力を、通過し
た後には受信系統８０−２の出力を、スイッチ８２の切
り替えによりデータ再生部４４に供給させる。

この実施例によっても、第１実施例と同様の効果を得る
ことができる。

加えて、位置検出信号によってスイッチ８２を切り替え
ることとしたため、受信に係る符号誤りを低減できる。

なお、アンテナ２６−１及び２６−２は無指向性アンテ
ナでも良いが、それぞれ車両の前又は後方向の指向性を
持たせればより受信エリアが拡大し、指向性ダイパーシ
ティによる符号誤り率低減が可能になる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、ドツプラ効果に
よる搬送周波数の変動を検出して車両の位置検出を行う
こととしたため、フェージングの発生にもかかわらず、
データを低誤り率で受信し正確に車両位置を検出するこ
とが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１実施例に係る路上ビコン位置検
出装置における路側送信機の構成を示すブロック図、 第２図は、この実施例における車載受信機の構成を示す
ブロック図、 第３図は、この実施例におけるループフィルタ出力電圧
とＩＦ周波数の関係を示す図、第４図は、本発明の第２
実施例に係る路上ビーコン位置検出装置における車載受
信機の構成を示すブロック図である。 １０　・・　符号変換回路 １６　・　搬送波発生器 １８　・・　加算器 ２０．３８　・・・　（π／２）移相器２４．２６　・
・・　アンテナ ３０．８４　・・・　ミキサ ３２　・・・　局部発振回路 ３６　・・・　バンドパスフィルタ ４０　・・・　平衡変調器 ４４　・・・　データ再生部 ５２　・・・　移相比較器 ５４　・・・　基準発振器 ５６　・・・　ループフィルタ ７４　・・・　コンパレータ ７６　・・・　基準電圧源 ８８　・・・　差信号検出回路 ｆｃ　　・・・　搬送周波数 ｆ、　　・・・　局部発振周波数 ｆｌ　・・・　ＩＦ周波数 ｆ　　　・・・　基準周波数 Ｖｃ　　・・・　直流信号 Ｖｏ　　・・・　基準電圧

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　データが重畳され複数の位相成分を含む電波を
   車両に対して送信する路側送信機と、 路側送信機から送信される電波を受信し一つの位相成分
   により他の位相成分から搬送周波数のずれを除去し出力
   する受信手段と、受信手段の出力からデータを再生する
   データ再生手段と、受信に係る搬送周波数のドップラ効
   果による変動に基づき車両が所定位置に到来したことを
   検出する位置検出手段と、を有し車両に搭載される車載
   受信機と、 を備え、 路側送信機と車載受信機との間でデータ通信を行うと共
   にドップラ効果による搬送周波数の変動により車両位置
   を検出することをことを特徴とする路上ビーコン位置検
   出装置。
2. （２）　請求項（１）記載の路上ビーコン位置検出装置
   において、 少なくとも車両の前部及び後部に１個ずつ受信手段を設
   け、 位置検出手段が、車両の前部に設けられた受信手段によ
   り受信された電波の搬送周波数と、車両の後部に設けら
   れた受信手段により受信された電波の搬送周波数と、の
   差に応じて車両が所定位置に到来したことを検出するこ
   とを特徴とする路上ビーコン位置検出装置。